KR102153017B1 - Semiconductor memory device and operation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 메모리 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치는 다수의 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이와, 소거 동작 및 소프트 프로그램 동작을 수행하기 위한 주변 회로, 및 상기 소프트 프로그램 동작시 상기 메모리 셀 어레이의 워드라인 중 선택된 워드라인에 리드 전압 및 소프트 프로그램 전압을 순차적을 인가하도록 상기 주변 회로를 제어하기 위한 제어 회로를 포함한다.The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of operating the same, and the semiconductor memory device according to the present invention includes a memory cell array including a plurality of memory cells, a peripheral circuit for performing an erase operation and a soft program operation, and the software. And a control circuit for controlling the peripheral circuit to sequentially apply a read voltage and a soft program voltage to a selected word line among word lines of the memory cell array during a program operation.

Description

반도체 메모리 장치 및 이의 동작 방법{Semiconductor memory device and operation method thereof}TECHNICAL FIELD [0001] A semiconductor memory device and operation method thereof

본 발명은 반도체 메모리 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것으로, 특히 소거 동작 후 소프트 프로그램 동작을 수행하는 반도체 메모리 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a semiconductor memory device and a method of operating the same, and more particularly, to a semiconductor memory device that performs a soft program operation after an erase operation, and a method of operating the same.

반도체 메모리 장치는 데이터를 저장해 두고 필요할 때 읽어볼 수 있는 기억장치이다. 반도체 메모리 장치는 크게 램(Random Access Memory: RAM)과 롬(Read Only Memory: ROM)으로 나누어진다. 램에 저장된 데이터는 전원 공급이 중단되면 소멸된다. 이러한 타입의 메모리를 휘발성(volatile) 메모리라고 한다. 반면에, 롬에 저장된 데이터는 전원 공급이 중단되더라도 소멸되지 않는다. 이러한 타입의 메모리를 비휘발성(nonvolatile) 메모리라고 한다. A semiconductor memory device is a memory device that can store data and read it when necessary. Semiconductor memory devices are largely divided into RAM (Random Access Memory: RAM) and ROM (Read Only Memory: ROM). Data stored in RAM is destroyed when the power supply is interrupted. This type of memory is called volatile memory. On the other hand, the data stored in the ROM is not destroyed even if the power supply is interrupted. This type of memory is called nonvolatile memory.

반도체 메모리 장치의 프로그램 동작시 메모리 셀은 F-N 터널링 방식을 이용하여 프로그램된다. 프로그램 동작시에 메모리 셀의 컨트롤 게이트에 고전압을 인가하면, 플로팅 게이트로 전자가 축적된다. 반도체 메모리 장치의 리드 동작 시 플로팅 게이트에 축적된 전자의 양에 따라 달라지는 메모리 셀의 문턱전압을 검출하고 검출된 문턱전압의 레벨에 따라서 독출 데이터를 결정한다.During a program operation of a semiconductor memory device, memory cells are programmed using the F-N tunneling method. When a high voltage is applied to the control gate of the memory cell during the program operation, electrons are accumulated in the floating gate. During a read operation of the semiconductor memory device, a threshold voltage of a memory cell that varies depending on the amount of electrons accumulated in the floating gate is detected, and read data is determined according to the level of the detected threshold voltage.

반도체 메모리 장치의 소거 동작은 선택된 블럭(block) 단위로 수행할 수 있다. 예를 들면, 소거 동작은 선택된 블럭에 포함된 모든 워드라인(wordline)들에 접지전압(예컨대, 0V)을 인가하고, 블럭의 웰(well)에는 소거 전압(예컨대, 20V)을 인가하여 수행할 수 있다.The erase operation of the semiconductor memory device may be performed in units of selected blocks. For example, the erase operation is performed by applying a ground voltage (e.g., 0V) to all wordlines included in the selected block and applying an erase voltage (e.g., 20V) to a well of the block. I can.

한편, 소거 동작이 완료된 메모리 셀들의 문턱전압 분포는 일반적으로 넓게 분포되기 때문에 이후에 수행하는 프로그램 동작에 걸리는 시간이 길어질 수가 있다. 예를 들면, 소거된 메모리 셀들 중에서도 문턱전압 레벨이 가장 낮은 메모리 셀과 가장 높은 메모리 셀을 동시에 프로그램하는 경우, 두 메모리 셀들 간에 프로그램 동작 속도 차이가 발생하게 된다.Meanwhile, since the threshold voltage distribution of memory cells on which the erase operation has been completed is generally widely distributed, a time required for a program operation to be performed later may be lengthened. For example, if a memory cell having the lowest threshold voltage level and a memory cell having the highest threshold voltage among erased memory cells are simultaneously programmed, a difference in program operation speed occurs between the two memory cells.

이를 개선하기 위하여 소거 동작 이후에 소프트 프로그램 동작을 실시한다.To improve this, a soft program operation is performed after the erase operation.

도 1은 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 어레이 중 하나의 스트링을 나타내는 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating one string of a memory cell array of a semiconductor memory device.

도 2는 종래 기술에 따른 소프트 프로그램 동작에 따른 문턱 전압 분포 변화를 설명하기 위한 그래프이다.2 is a graph for explaining a change in a threshold voltage distribution according to a soft program operation according to the prior art.

도 1 및 도 2를 참조하면, 소프트 프로그램 동작 시 비트라인(BL)에는 접지 전압을 인가하고 소스 라인(SL)에는 전원 전압을 연결한 상태에서 드레인 선택 라인(DSL)에는 전원 전압을 인가하고 소스 선택 라인(SSL)에는 접지 전압을 인가한다. 이때 다수의 워드라인(WL<0:n>)에 소프트 프로그램 전압을 동시에 인가하여 모든 메모리 셀들(MC0 내지 MCn)을 동시에 소프트 프로그램하여 소프트 프로그램 검증 전압(SEV)보다 높은 문턱 전압 값을 갖는 메모리 셀이 적어도 하나 이상이 되도록 프로그램한다. 즉, 소프트 프로그램 동작은 일반적인 프로그램 동작 방법과 유사한 방식의 프로그램 동작을 이용하여 실시한다. 그러나 모든 메모리 셀들을 프로그램할 경우, 모든 메모리 셀들의 문턱 전압이 상승하게 되어 문턱 전압 분포의 폭이 감소하는 효과가 미비하다. 즉, 소프트 프로그램 동작이 완료된 메모리 셀들의 문턱 전압 분포(B)는 소프트 프로그램 동작 이전의 메모리 셀들의 문턱 전압(A)에 비해 문턱 전압 분포가 상승할 뿐 분포 폭이 감소하지는 않는다.1 and 2, in a state in which a ground voltage is applied to the bit line BL and a power voltage is connected to the source line SL during the soft program operation, a power voltage is applied to the drain selection line DSL, and the source A ground voltage is applied to the selection line SSL. At this time, a memory cell having a threshold voltage higher than the soft program verification voltage (SEV) by simultaneously applying a soft program voltage to a plurality of word lines (WL<0:n>) to soft program all of the memory cells (MC0 to MCn) at the same time. Program to be at least one or more. That is, the soft program operation is performed using a program operation similar to a general program operation method. However, when all the memory cells are programmed, the effect of reducing the width of the threshold voltage distribution is insufficient because the threshold voltages of all the memory cells increase. That is, the threshold voltage distribution B of the memory cells on which the soft program operation has been completed increases but the distribution width does not decrease compared to the threshold voltage A of the memory cells before the soft program operation.

본 발명의 실시 예는 반도체 메모리 장치의 소거 동작 후 메모리 셀들의 문턱 전압 분포를 개선할 수 있는 반도체 메모리 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
An embodiment of the present invention is to provide a semiconductor memory device capable of improving a threshold voltage distribution of memory cells after an erase operation of a semiconductor memory device, and a method of operating the same.

본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치는 다수의 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이와, 소거 동작 및 소프트 프로그램 동작을 수행하기 위한 주변 회로, 및 상기 소프트 프로그램 동작시 상기 메모리 셀 어레이의 워드라인 중 선택된 워드라인에 리드 전압 및 소프트 프로그램 전압을 순차적을 인가하도록 상기 주변 회로를 제어하기 위한 제어 회로를 포함한다.
A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell array including a plurality of memory cells, peripheral circuits for performing an erase operation and a soft program operation, and word lines of the memory cell array during the soft program operation. And a control circuit for controlling the peripheral circuit to sequentially apply a read voltage and a soft program voltage to the selected word line.

본 발명의 일실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법은 다수의 메모리 셀들을 소거시키는 단계와, 소프트 프로그램 동작을 실시하여 소거된 상태의 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압값을 상승시키되, 상기 소프트 프로그램 동작은 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압 값에 따라 프로그램되는 정도를 제어하여 프로그램하는 단계와, 소프트 프로그램 검증 동작을 실시하여 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압값이 목표 문턱 전압 값보다 큰지 검증하는 단계, 및 상기 소프트 프로그램 검증 동작의 결과 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압값이 상기 목표 문턱 전압값보다 작다고 판단된 경우 상기 소프트 프로그램 동작부터 재실시하는 단계를 포함한다.
In the method of operating a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention, the steps of erasing a plurality of memory cells and a soft program operation are performed to increase threshold voltage values of the plurality of memory cells in an erased state. In the program operation, programming by controlling the degree of programming according to the threshold voltage values of the plurality of memory cells, and performing a soft program verification operation to verify whether the threshold voltage values of the plurality of memory cells are greater than a target threshold voltage value. And when it is determined that the threshold voltage values of the plurality of memory cells are smaller than the target threshold voltage as a result of the soft program verification operation, re-executing the soft program operation from the beginning.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법은 다수의 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이가 배치된 반도체 기판에 소거 전압을 인가하여 상기 다수의 메모리 셀들을 소거하는 단계와, 상기 다수의 메모리 셀들에 대해 소거 검증 동작을 실시하는 단계, 및 상기 소거 검증 동작의 결과에 따라 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압이 목표 문턱 전압보다 낮다고 판단될 경우, 소프트 프로그램 동작을 실시하여 소거된 상태의 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압값을 상승시키되, 상기 소프트 프로그램 동작은 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압 값에 따라 프로그램되는 정도를 제어하여 프로그램하는 단계를 포함한다.
In another embodiment of the present invention, a method of operating a semiconductor memory device includes applying an erase voltage to a semiconductor substrate on which a memory cell array including a plurality of memory cells is disposed to erase the plurality of memory cells; and Performing an erase verification operation on the memory cells, and when it is determined that the threshold voltages of the plurality of memory cells are lower than the target threshold voltage according to the result of the erase verification operation, the erased state is performed by performing a soft program operation. Increasing the threshold voltage values of the plurality of memory cells, the soft program operation includes controlling and programming a degree of programming according to the threshold voltage values of the plurality of memory cells.

본 발명에 따르면, 반도체 메모리 장치의 소거 동작 후 메모리 셀들의 문턱 전압 분포를 개선할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to improve a threshold voltage distribution of memory cells after an erase operation of a semiconductor memory device.

도 1은 반도체 메모리 장치의 메모리 셀 어레이 중 하나의 스트링을 나타내는 회로도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 소프트 프로그램 동작에 따른 문턱 전압 분포 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 블럭도이다.
도 4는 도 3에 도시된 메모리 셀 어레이의 상세 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시된 소프트 프로그램 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 소프트 프로그램 동작시 비트라인의 전위와 워드라인의 전위를 설명하기 위한 파형도이다.
도 8은 본 발명에 따른 소프트 프로그램 동작에 따른 문턱 전압 분포 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
1 is a circuit diagram illustrating one string of a memory cell array of a semiconductor memory device.
2 is a graph for explaining a change in a threshold voltage distribution according to a soft program operation according to the prior art.
3 is a block diagram of a semiconductor memory device according to the present invention.
4 is a detailed circuit diagram of the memory cell array shown in FIG. 3.
5 is a flowchart illustrating a method of operating a semiconductor memory device according to the present invention.
6 is a flow chart for explaining the soft program operation illustrated in FIG. 5.
7 is a waveform diagram for explaining a potential of a bit line and a potential of a word line during a soft program operation.
8 is a graph for explaining a change in a threshold voltage distribution according to a soft program operation according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in a variety of different forms, only the present embodiment makes the disclosure of the present invention complete and the scope of the invention to those of ordinary skill in the art It is provided to inform you.

도 3은 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 블럭도이다.3 is a block diagram of a semiconductor memory device according to the present invention.

도 3을 참조하면, 반도체 메모리 장치(100)는 메모리 셀 어레이(110), 페이지 버퍼(120), X 디코더(130), 전압 제공부(140), 및 제어 회로(150)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the semiconductor memory device 100 includes a memory cell array 110, a page buffer 120, an X decoder 130, a voltage supply unit 140, and a control circuit 150.

메모리 셀 어레이(110)는 다수의 메모리 셀들을 포함한다. 메모리 셀 어레이(110)의 세부 구성은 후술하도록 한다.The memory cell array 110 includes a plurality of memory cells. The detailed configuration of the memory cell array 110 will be described later.

페이지 버퍼(120)는 메모리 셀 어레이(110)의 다수의 비트라인(BL)과 연결된다. 페이지 버퍼(120)는 제어 회로(150)에서 출력되는 페이지 버퍼 제어 신호들(PB_signals)에 응답하여 소거 검증 동작 및 소프트 프로그램 검증 동작 시 비트라인들(BL)의 전위를 센싱하여 메모리 셀들의 소거 상태를 검증한다.The page buffer 120 is connected to a plurality of bit lines BL of the memory cell array 110. The page buffer 120 senses the potentials of the bit lines BL during an erase verification operation and a soft program verification operation in response to page buffer control signals PB_signals output from the control circuit 150 to erase the memory cells. To verify.

X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 메모리 셀 어레이(110)의 다수의 워드라인(WL), 드레인 및 소스 선택 라인(DSL, SSL)에 전압 제공부(140)에서 생성된 동작 전압들을 인가한다.The X decoder 130 is a voltage supply unit to a plurality of word lines WL, drain and source selection lines (DSL, SSL) of the memory cell array 110 according to the row address RADD output from the control circuit 150 The operating voltages generated at 140 are applied.

전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 소거 동작시 메모리 셀 어레이(110)가 형성된 반도체 기판의 P웰에 인가되는 소거 전압(Verase)을 생성하고, 소거 검증 동작 및 소프트 프로그램 검증 동작시 검증 전압(Vverify)을 생성한다. 또한 전압 제공부(140)는 소프트 프로그램 동작시 메모리 셀 어레이(110)의 메모리 셀들의 문턱 전압을 센싱하기 위한 리드 전압(Vread), 메모리 셀 어레이(110)의 메모리 셀들을 프로그램하기 위한 소프트 프로그램 전압(Vpgm) 및 패스 전압(Vpass)을 포함하는 동작 전압들을 생성한다.The voltage supply unit 140 responds to the voltage supply unit control signals VC_signals output from the control circuit 150 when an erasing operation is performed, the erasing voltage Verase applied to the P well of the semiconductor substrate in which the memory cell array 110 is formed. ), and generates a verification voltage (Vverify) during the erase verification operation and the soft program verification operation. In addition, the voltage providing unit 140 includes a read voltage Vread for sensing threshold voltages of memory cells of the memory cell array 110 and a soft program voltage for programming memory cells of the memory cell array 110 during a soft program operation. Operating voltages including (Vpgm) and pass voltage (Vpass) are generated.

제어 회로(150)는 소거 동작시 전압 제공부(140)가 소거 전압(Verase)을 생성하도록 제어 신호들(VC_signals)을 출력하고, 소프트 프로그램 동작시 전압 제공부(140)가 리드 전압(Vread), 소프트 프로그램 전압(Vpgm) 및 패스 전압(Vpass)을 생성하도록 제어 신호들(VC_signals)을 출력하며, 소거 검증 동작 및 소프트 프로그램 검증 동작시 전압 제공부(140)가 검증 전압(Vverify)을 생성하도록 제어 신호들(VC_signals)을 출력한다.The control circuit 150 outputs control signals VC_signals so that the voltage providing unit 140 generates the erase voltage Verase during the erase operation, and the voltage providing unit 140 outputs the read voltage Vread during the soft program operation. , So that the control signals VC_signals are output to generate the soft program voltage Vpgm and the pass voltage Vpass, and the voltage providing unit 140 generates the verification voltage Vverify during the erase verification operation and the soft program verification operation. Control signals (VC_signals) are output.

또한 제어 회로(150)는 소프트 프로그램 동작시 비트라인들(BL)의 전위가 설정 레벨로 프리차지되고, 프리차지된 비트라인들(BL)의 전위가 선택된 메모리 셀의 문턱 전압에 따라 디스차지되는 전위량에 제어 되도록 페이지 버퍼(120), X 디코더(130) 및 전압 제공부(140)를 제어한다. 즉, 제어 회로(150)는 소프트 프로그램 동작시 소거된 메모리 셀들의 문턱 전압 값에 따라 메모리 셀들과 연결된 비트라인의 디스차지 전위량을 조절하고, 비트라인의 전위에 따라 메모리 셀의 프로그램 정도가 조절되도록 페이지 버퍼(120), X 디코더(130) 및 전압 제공부(140)를 제어한다.In addition, the control circuit 150 precharges the potentials of the bit lines BL to a set level during the soft program operation, and discharges the potentials of the precharged bit lines BL according to the threshold voltage of the selected memory cell. The page buffer 120, the X decoder 130, and the voltage providing unit 140 are controlled to be controlled by the amount of potential. That is, the control circuit 150 adjusts the amount of discharge potential of the bit line connected to the memory cells according to the threshold voltage values of the erased memory cells during the soft program operation, and adjusts the program degree of the memory cell according to the potential of the bit line. The page buffer 120, the X decoder 130, and the voltage providing unit 140 are controlled as possible.

또한 제어 회로(150)는 소거 검증 동작 및 소프트 프로그램 검증 동작시 페이지 버퍼(120)가 비트라인들(BL)의 전위를 센싱하여 소거 검증 동작 및 소프트 프로그램 검증 동작의 패스/페일 결과를 검출하도록 페이지 버퍼 제어 신호들(PB_signals)을 출력한다.
In addition, the control circuit 150 detects the pass/fail result of the erase verification operation and the soft program verification operation by sensing the potential of the bit lines BL during the erase verification operation and the soft program verification operation. Outputs buffer control signals PB_signals.

도 4는 도 3에 도시된 메모리 셀 어레이의 상세 회로도이다.4 is a detailed circuit diagram of the memory cell array shown in FIG. 3.

도 4를 참조하면, 메모리 셀 어레이(110)는 다수의 스트링(ST0 내지 STk)을 포함한다. 다수의 스트링(ST0 내지 STk)은 유사한 구조를 갖으므로 하나의 스트링(ST0)를 예로 들어 상세히 설명한다.Referring to FIG. 4, the memory cell array 110 includes a plurality of strings ST0 to STk. Since the plurality of strings ST0 to STk have a similar structure, a single string ST0 will be described in detail.

스트링(ST0)은 소스 라인(SL)과 비트라인(BL0) 사이에 연결되는 소스 선택 트랜지스터(SST), 제1 더미 셀(DMC0), 다수의 메모리 셀(MC0 내지 MCn), 제 더미 셀(DMC1) 및 드레인 선택 트랜지스터(DST)를 포함한다. 제1 및 제2 더미 셀(DMC0 및 DMC1) 대신 제1 및 제2 더미 트랜지스터를 구성할 수 있으며, 제1 및 제2 더미 셀(DMC0 및 DMC1)를 각각 두개씩 배치할 수 있다.The string ST0 includes a source selection transistor SST connected between the source line SL and the bit line BL0, a first dummy cell DMC0, a plurality of memory cells MC0 to MCn, and a dummy cell DMC1. ) And a drain select transistor DST. First and second dummy transistors may be formed instead of the first and second dummy cells DMC0 and DMC1, and two first and second dummy cells DMC0 and DMC1 may be disposed, respectively.

소스 선택 트랜지스터(SST) 및 드레인 선택 트랜지스터(DST)의 게이트는 소스 선택 라인(SSL) 및 드레인 선택 라인(DSL)이 각각 연결되고, 제1 및 제2 더미 셀(DMC0 및 DMC1)의 게이트에는 제1 및 제2 더미 워드라인(DWL<0>, DWL<1>)이 연결되고, 다수의 메모리 셀(MC0 내지 MCn)에는 다수의 워드라인(WL<n:0>)이 연결된다.A source selection line SSL and a drain selection line DSL are connected to the gates of the source selection transistor SST and the drain selection transistor DST, respectively, and the gates of the first and second dummy cells DMC0 and DMC1 are connected to each other. The first and second dummy word lines DWL<0> and DWL<1> are connected, and a plurality of word lines WL<n:0> are connected to the plurality of memory cells MC0 to MCn.

메모리 셀 어레이(110)의 다수의 메모리 셀들은 동일한 워드라인에 연결된 메모리 셀들을 하나의 페이지로 정의할 수 있다. 즉 메모리 셀 어레이(110)는 다수의 페이지로 구성될 수 있다.
A plurality of memory cells of the memory cell array 110 may define memory cells connected to the same word line as one page. That is, the memory cell array 110 may be composed of a plurality of pages.

도 5는 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of operating a semiconductor memory device according to the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 반도체 메모리 장치의 동작 방법을 설명하면 다음과 같다.A method of operating a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

1) 소거 동작(S510)1) Erase operation (S510)

전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력된 전압 제공부 제어 신호들에 응답하여 소거 전압(Verase)을 생성한다. 생성된 소거 전압(Verase)은 메모리 셀 어레이(110)가 형성된 반도체 기판의 P웰에 인가된다. 이때 메모리 셀 어레이(110)의 워드라인들에는 0V를 인가할 수 있다.The voltage providing unit 140 generates an erase voltage Verase in response to the voltage providing unit control signals output from the control circuit 150. The generated erase voltage Verase is applied to the P well of the semiconductor substrate in which the memory cell array 110 is formed. At this time, 0V may be applied to the word lines of the memory cell array 110.

이로 인하여 메모리 셀 어레이(110)의 프로그램된 다수의 메모리 셀들의 플로팅 게이트에 저장된 전하들이 터널 절연막을 통해 반도체 기판으로 터널링되어 빠져 나가 메모리 셀들의 문턱 전압 값이 낮아지게 된다.
As a result, charges stored in the floating gates of the plurality of programmed memory cells of the memory cell array 110 are tunneled to the semiconductor substrate through the tunnel insulating layer and exit, thereby decreasing the threshold voltage of the memory cells.

2) 소거 검증(S520)2) Erasure verification (S520)

상기 소거 동작(S510) 후, 메모리 셀 어레이(110)의 비트라인들(BL)과 연결된 페이지 버퍼(120)를 이용하여 메모리 셀 어레이(110)의 메모리 셀들이 목표 문턱 전압(HEV)보다 낮은 문턱 전압 값을 갖는지 검증한다. 이때 소거 검증 동작은 VNR(Virtual negative read) 방식을 이용하여 메모리 셀들의 문턱 전압 값을 센싱하여 검증하는 것이 바람직하다. 이를 좀 더 상세하게 설명하면, 메모리 셀들의 문턱 전압 센싱 동작 시 비트라인 전압, P웰에 인가되는 전압들을 코어 전압(예를 들어 1V)만큼 상승시켜 인가한다. 이로 인해 메모리 셀들의 문턱 전압 값이 음의 전압 값(예를 들어 -1V)이어도 코어 전압(Vcore) 만큼 상승된 값으로 센싱할 수 있다.
After the erase operation (S510), the memory cells of the memory cell array 110 are lower than the target threshold voltage HEV using the page buffer 120 connected to the bit lines BL of the memory cell array 110 Verify that it has a voltage value. In this case, the erase verification operation is preferably performed by sensing threshold voltage values of memory cells using a virtual negative read (VNR) method. In more detail, when the threshold voltage sensing operation of memory cells is performed, voltages applied to the bit line voltage and the P-well are applied by increasing the core voltage (for example, 1V). Accordingly, even if the threshold voltage value of the memory cells is a negative voltage value (for example, -1V), it can be sensed as a value raised by the core voltage Vcore.

3) 소거 검증 동작 판단(S530)3) Erasing verification operation determination (S530)

상술한 소거 검증 동작(S520)의 결과 모든 메모리 셀들의 문턱 전압 값이 목표 문턱 전압(HEV)보다 낮은 문턱 전압 값을 갖을 경우 이를 패스로 판단하고, 적어도 하나 이상의 메모리 셀의 문턱 전압 값이 목표 문턱 전압(HEV)보다 높을 경우 이를 페일로 판단한다.
As a result of the above-described erase verification operation (S520), when the threshold voltage values of all memory cells have a threshold voltage value lower than the target threshold voltage HEV, it is determined as a pass, and the threshold voltage value of at least one memory cell is the target threshold. If it is higher than the voltage (HEV), it is judged as a failure.

4) 소거 전압 증가(S540)4) Increase the erase voltage (S540)

상술한 소거 검증 동작 판단(S530) 결과 페일로 판단된 경우, 이전 소거 동작(S510)에서 사용된 소거 전압(Verase)을 스텝 전압만큼 상승시킨 전압을 새로운 소거 전압(Verase)으로 설정하고, 상술한 소거 동작(S510)부터 재수행한다. 전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력된 전압 제공부 제어 신호들에 응답하여 이전 소거 동작(S510)에서 사용된 소거 전압(Verase)을 스텝 전압만큼 상승시킨 새로운 소거 전압(Verase)을 생성한다.
When the above-described erase verification operation determination (S530) is determined to be a failure, a voltage obtained by raising the erase voltage Verase used in the previous erase operation (S510) by a step voltage is set as a new erase voltage (Verase), and the above-described The erase operation is performed again from S510. The voltage supply unit 140 increases the erasing voltage Verase used in the previous erasing operation S510 by a step voltage in response to the voltage supply unit control signals output from the control circuit 150. Create

5) 소프트 프로그램 동작(S550)5) Soft program operation (S550)

상술한 소거 검증 동작 판단(S530) 결과 패스로 판단된 경우, 소프트 프로그램 동작을 수행한다.If it is determined as a pass as a result of the above-described erase verification operation determination (S530), a soft program operation is performed.

소프트 프로그램 동작의 상세한 동작 설명은 후술하도록 한다.
Detailed operation description of the soft program operation will be described later.

6) 소프트 프로그램 검증 동작(S560)6) Soft program verification operation (S560)

소프트 프로그램 동작(S550)을 완료한 후, 소프트 프로그램 검증 동작을 실시한다. 소프트 프로그램 검증 동작은 페이지 버퍼를 이용하여 프로그램된 메모리 셀들의 문턱 전압 값을 센싱하고, 프로그램된 메모리 셀들 중 목포 문턱 전압 값(SEV)보다 높은 문턱 전압 값을 갖는 메모리 셀들의 유무를 검출한다.After completing the soft program operation (S550), a soft program verification operation is performed. The soft program verification operation senses threshold voltage values of memory cells programmed using a page buffer, and detects the presence or absence of memory cells having a threshold voltage value higher than the Mokpo threshold voltage value SEV among the programmed memory cells.

상술한 소프트 프로그램 검증 동작은 VNR(Virtual negative read) 방식을 이용하여 메모리 셀들의 문턱 전압 값을 센싱하여 검증하는 것이 바람직하다.
In the above-described soft program verification operation, it is preferable to perform verification by sensing threshold voltage values of memory cells using a virtual negative read (VNR) method.

7) 소프트 프로그램 검증 동작 판단(S570)7) Soft program verification operation determination (S570)

상술한 소프트 프로그램 검증 동작(S560)의 결과, 프로그램된 메모리 셀들 중 목포 문턱 전압 값(SEV)보다 높은 문턱 전압 값을 갖는 메모리 셀이 적어도 하나 이상인 경우 패스로 판단한 후, 페이지 어드레스를 변경하여 상술한 소프트 프로그램 동작(S550) 및 소프트 프로그램 검증 동작(S560)을 재수행한다. 또한 모든 페이지에 대하여 소프트 프로그램 동작(S550) 및 소프트 프로그램 검증 동작(S560)을 완료한 경우 반도체 메모리 소자의 동작을 종료한다.As a result of the above-described soft program verification operation (S560), if at least one memory cell having a threshold voltage value higher than the Mokpo threshold voltage value (SEV) among the programmed memory cells is determined as a path, the page address is changed and described above. The soft program operation (S550) and the soft program verification operation (S560) are performed again. In addition, when the soft program operation (S550) and the soft program verify operation (S560) are completed for all pages, the operation of the semiconductor memory device is terminated.

모든 메모리 셀들의 문턱 전압 값이 목포 문턱 전압 값(SEV)보다 낮을 경우 해당 페이지의 소프트 프로그램 동작이 페일된 것으로 판단하여 상술한 소프트 프로그램 동작(S550)부터 재수행한다.If the threshold voltage values of all the memory cells are lower than the Mokpo threshold voltage value SEV, it is determined that the soft program operation of the corresponding page has failed, and the above-described soft program operation (S550) is repeated.

이때 하나의 페이지에 대한 소프트 프로그램 동작(S550) 및 소프트 프로그램 검증 동작(S560)이 반복 수행되는 사이클링 횟수를 카운트하여 카우트된 횟수가 설정된 횟수 이상일 경우, 메모리 셀 어레이(110)에 대한 동작을 페일로 판단하여 배드 블럭 처리할 수 있다.
At this time, when the number of cycles in which the soft program operation (S550) and the soft program verification operation (S560) are repeatedly performed for one page is counted and the number of times counted is greater than the set number, the operation for the memory cell array 110 is failed. It can be judged as a bad block.

도 6은 도 5에 도시된 소프트 프로그램 동작을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flow chart for explaining the soft program operation illustrated in FIG. 5.

도 7은 소프트 프로그램 동작시 비트라인의 전위와 워드라인의 전위를 설명하기 위한 파형도이다.7 is a waveform diagram for explaining a potential of a bit line and a potential of a word line during a soft program operation.

도 8은 본 발명에 따른 소프트 프로그램 동작에 따른 문턱 전압 분포 변화를 설명하기 위한 그래프이다.8 is a graph for explaining a change in a threshold voltage distribution according to a soft program operation according to the present invention.

도 3, 도 4, 도 6, 도 7, 및 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 소프트 프로그램 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.The soft program operation according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3, 4, 6, 7, and 8 as follows.

1) 비트라인들 프리차지(S551)1) Bit lines precharge (S551)

페이지 버퍼(120)는 제어 회로(150)에서 출력된 페이지 버퍼 제어 신호들(PB_signals)에 응답하여 메모리 셀 어레이(110)의 비트라인들(BL0 내지 BLk)을 전원 전압 레벨(Vcc) 또는 설정된 전압 레벨로 프리차지한다.
The page buffer 120 sets the bit lines BL0 to BLk of the memory cell array 110 to a power supply voltage level (Vcc) or a set voltage in response to page buffer control signals PB_signals output from the control circuit 150. Precharge to the level.

2) 소거 셀 문턱 전압 센싱(S552)2) Erasing cell threshold voltage sensing (S552)

전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 리드 전압(Vread) 및 패스 전압(Vpass)을 생성한다. 리드 전압(Vread)은 소거 동작의 목표 문턱 전압(HEV)보다 낮은 전압으로 설정하는 것이 바람직하며, 패스 전압(Vpass)은 0V 보다 높은 전압으로 설정하는 것이 바람직하다.The voltage providing unit 140 generates a read voltage Vread and a pass voltage Vpass in response to the voltage providing unit control signals VC_signals output from the control circuit 150. The read voltage Vread is preferably set to a voltage lower than the target threshold voltage HEV of the erase operation, and the pass voltage Vpass is preferably set to a voltage higher than 0V.

X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 메모리 셀 어레이(110)의 다수의 워드라인(WL), 드레인 및 소스 선택 라인(DSL, SSL)에 전압 제공부(140)에서 생성된 동작 전압들을 인가한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 다수의 워드라인(WL<0;n>) 중 워드라인(WL<0>)을 선택하고 나머지 워드라인(WL<n;1>)을 비선택하여 소프트 프로그램 동작을 실시하는 것을 설명한다. X 디코더(130)는 로우 어드레스(RADD)에 따라 선택된 워드라인(WL<0>)에는 리드 전압(Vread)을 인가하고 나머지 비선택된 워드라인(WL<n;1>)에는 패스 전압(Vpass)을 인가한다. 이때 드레인 및 소스 선택 라인(DSL, SSL), 제1 및 제2 더미 워드라인(DWL<0>, DWL<1>)에 동작 전압(예를 들어 Vcc)을 인가하여 드레인 및 소스 선택 트랜지스터(DST, SST) 및 제1 및 제2 더미 셀(DMC0 및 DMC1)들을 턴온시킨다.The X decoder 130 is a voltage supply unit to a plurality of word lines WL, drain and source selection lines (DSL, SSL) of the memory cell array 110 according to the row address RADD output from the control circuit 150 The operating voltages generated at 140 are applied. In an embodiment of the present invention, a word line (WL<0>) is selected from among a plurality of word lines (WL<0;n>) and the remaining word lines (WL<n;1>) are not selected to perform a soft program operation. Explain what to do. The X decoder 130 applies the read voltage Vread to the selected word line WL<0> according to the row address RADD and the pass voltage Vpass to the remaining unselected word lines WL<n; 1>. Is applied. At this time, an operating voltage (for example, Vcc) is applied to the drain and source selection lines (DSL, SSL) and the first and second dummy word lines (DWL<0> and DWL<1>). , SST) and the first and second dummy cells DMC0 and DMC1 are turned on.

이로 인하여 메모리 셀 어레이(110)의 프리차지된 비트라인들(BL0 내지 BLk)은 선택된 워드라인(WL<0>)에 연결된 메모리 셀들(MC0)의 문턱 전압 값에 따라 전위가 디스차지된다. 좀 더 상세하게는 메모리 셀들(MC0)의 문턱 전압 값에 따라 비트라인의 디스차지 전류량이 조절된다. 이로 인하여 각 비트라인은 연결된 메모리 셀의 문턱 전압 값에 대응하는 전위를 갖도록 디스차지된다. 예를 들어 연결된 메모리 셀의 문턱 전압 값이 상대적으로 높을 경우 비트라인은 프리차지 레벨과 가까운 전위 레벨을 유지하고, 연결된 메모리 셀의 문턱 전압 값이 상대적으로 낮을 경우 0V와 가까운 전위 레벨로 디스차지된다.
Accordingly, the precharged bit lines BL0 to BLk of the memory cell array 110 are discharged according to the threshold voltage values of the memory cells MC0 connected to the selected word line WL<0>. In more detail, the amount of discharge current of the bit line is adjusted according to the threshold voltage values of the memory cells MC0. Accordingly, each bit line is discharged to have a potential corresponding to the threshold voltage value of the connected memory cell. For example, when the threshold voltage value of the connected memory cell is relatively high, the bit line maintains a potential level close to the precharge level, and when the threshold voltage value of the connected memory cell is relatively low, it is discharged to a potential level close to 0V. .

3) 비선택 워드라인에 패스 전압 인가(S553)3) Applying a pass voltage to the unselected word line (S553)

전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 패스 전압(Vpass)을 생성한다.The voltage providing unit 140 generates a pass voltage Vpass in response to the voltage providing unit control signals VC_signals output from the control circuit 150.

X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 메모리 셀 어레이(110)의 다수의 워드라인(WL), 드레인 및 소스 선택 라인(DSL, SSL)에 전압 제공부(140)에서 생성된 동작 전압들을 인가한다. 즉, X 디코더(130)는 로우 어드레스(RADD)에 따라 비 선택된 워드라인들(WL<n;1>)에 패스 전압을 인가하고, 드레인 및 소스 선택 라인(DSL, SSL), 제1 및 제2 더미 워드라인(DWL<0>, DWL<1>)에 동작 전압(예를 들어 Vcc)을 인가하여 드레인 및 소스 선택 트랜지스터(DST, SST) 및 제1 및 제2 더미 셀(DMC0 및 DMC1)들을 턴온시킨다.
The X decoder 130 is a voltage supply unit to a plurality of word lines WL, drain and source selection lines (DSL, SSL) of the memory cell array 110 according to the row address RADD output from the control circuit 150 The operating voltages generated at 140 are applied. That is, the X decoder 130 applies a pass voltage to the unselected word lines WL<n;1> according to the row address RADD, and the drain and source selection lines DSL and SSL 2 Drain and source selection transistors DST and SST and first and second dummy cells DMC0 and DMC1 by applying an operating voltage (for example, Vcc) to dummy word lines DWL<0> and DWL<1> Turn them on.

4) 선택 워드라인에 소프트 프로그램 전압 인가(S554)4) Applying the soft program voltage to the selected word line (S554)

전압 제공부(140)는 제어 회로(150)에서 출력되는 전압 제공부 제어 신호들(VC_signals)에 응답하여 소프트 프로그램 전압(Vpgm)을 생성한다.The voltage providing unit 140 generates a soft program voltage Vpgm in response to the voltage providing unit control signals VC_signals output from the control circuit 150.

X 디코더(130)는 제어 회로(150)에서 출력되는 로우 어드레스(RADD)에 따라 메모리 셀 어레이(110)의 선택된 워드라인(WL<0>)에 소프트 프로그램 전압(Vpgm)을 인가한다.The X decoder 130 applies the soft program voltage Vpgm to the selected word line WL<0> of the memory cell array 110 according to the row address RADD output from the control circuit 150.

선택된 메모리 셀들(MC0) 각각은 연결된 비트라인들(BL0 내지 BLk)의 전위에 따라 프로그램 동작이 제어된다. Each of the selected memory cells MC0 is controlled in a program operation according to the potential of the connected bit lines BL0 to BLk.

비트라인의 전위가 프리차지 레벨과 상대적으로 가까운 경우, 좀 더 상세하게는 비트라인의 전위와 드레인 선택 라인(DSL)의 전위 차(Vgs)가 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압(Vt)보다 작을 경우 드레인 선택 트랜지스터는 턴오프되며, 선택된 워드라인(WL<0>)에 인가되는 소프트 프로그램 전압(Vpgm)에 의해 메모리 셀(MC0)가 형성된 채널의 전위가 부스팅되어 메모리 셀(MC0)은 프로그램되지 않는다. 이때 전위 차(Vgs)가 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압(Vt)보다 작은 정도에 따라 채널의 부스팅 정도가 변화하게 되어 메모리 셀의 문턱 전압이 상승할 수 있다. 즉, 전위 차(Vgs)가 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압(Vt)보다 작더라도 전위 차(Vgs)의 레벨에 비례하여 메모리 셀의 문턱 전압이 상승될 수 있다.When the potential of the bit line is relatively close to the precharge level, more specifically, when the potential difference (Vgs) between the potential of the bit line and the drain selection line (DSL) is less than the threshold voltage (Vt) of the drain selection transistor The selection transistor is turned off, and the potential of the channel in which the memory cell MC0 is formed is boosted by the soft program voltage Vpgm applied to the selected word line WL<0>, so that the memory cell MC0 is not programmed. At this time, the level of boosting of the channel changes according to the degree that the potential difference Vgs is smaller than the threshold voltage Vt of the drain select transistor, so that the threshold voltage of the memory cell may increase. That is, even if the potential difference Vgs is smaller than the threshold voltage Vt of the drain select transistor, the threshold voltage of the memory cell may increase in proportion to the level of the potential difference Vgs.

반면, 비트라인의 전위가 프리차지 레벨과 상대적으로 멀고 0V와 가까운 경우, 좀 더 상세하게는 비트라인의 전위와 드레인 선택 라인(DSL)의 전위 차(Vgs)가 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압(Vt)보다 클 경우 드레인 선택 트랜지스터는 턴온되며, 선택된 워드라인(WL<0>)에 인가되는 소프트 프로그램 전압(Vpgm)에 의해 메모리 셀(MC0)은 프로그램된다.On the other hand, when the potential of the bit line is relatively far from the precharge level and close to 0V, in more detail, the difference (Vgs) between the potential of the bit line and the drain selection line (DSL) is the threshold voltage (Vt) of the drain selection transistor. If it is greater than ), the drain select transistor is turned on, and the memory cell MC0 is programmed by the soft program voltage Vpgm applied to the selected word line WL<0>.

이로 인하여 낮은 문턱 전압을 갖는 메모리 셀들과 상대적으로 높은 문턱 전압을 갖는 메모리 셀들의 프로그램 정도를 다르게 하여 소프트 프로그램할 수 있어 메모리 셀들의 문턱 전압 분포 폭을 좁힐 수 있다. 즉, 비트라인의 전위와 드레인 선택 라인(DSL)의 전위 차(Vgs)이에 따라 채널이 부스팅되는 정도가 조절되어 각 메모리 셀들마다 비트라인 전위에 따라 프로그램되는 정도가 조절되어 균일한 문턱 전압값을 갖도록 프로그램할 수 있다.
Accordingly, the memory cells having a low threshold voltage and the memory cells having a relatively high threshold voltage can be soft programmed with different programming degrees, thereby narrowing the width of the threshold voltage distribution of the memory cells. That is, the degree to which the channel is boosted is adjusted according to the potential difference (Vgs) between the potential of the bit line and the potential of the drain selection line (DSL). It can be programmed to have.

상술한 소프트 프로그램 동작을 진행한 메모리 셀 어레이(110)의 다수의 메모리 셀들(MC0 내지 MCn)은 모두 0V이하의 문턱 전압 값 즉, 소거 상태의 문턱 전압 값을 갖는다. 즉, 소프트 프로그램 동작은 데이터를 저장하기 위한 동작이 아니며 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압 값을 0V에 가깝게 상승시키는 동시에 문턱 전압 분포 폭을 감소시키기 위해 실시한다.All of the memory cells MC0 to MCn of the memory cell array 110 subjected to the above-described soft program operation have a threshold voltage value of 0V or less, that is, a threshold voltage value in an erase state. That is, the soft program operation is not an operation for storing data, and is performed to increase the threshold voltage values of the plurality of memory cells close to 0V and to decrease the threshold voltage distribution width.

소프트 프로그램 동작을 완료한 반도체 메모리 장치는 데이터를 저장하기 위한 프로그램 동작을 수행할 수 있다.
After completing the soft program operation, the semiconductor memory device may perform a program operation for storing data.

100 : 반도체 메모리 장치
110 : 메모리 셀 어레이
120 : 페이지 버퍼
130 : X 디코더
140 : 전압 제공부
150 : 제어 회로
100: semiconductor memory device
110: memory cell array
120: page buffer
130: X decoder
140: voltage supply unit
150: control circuit

Claims (20)

다수의 메모리 셀들을 포함하는 메모리 블록;
상기 메모리 블록에 대해서 소거 동작을 수행한 뒤, 소프트 프로그램 동작 및 소프트 프로그램 검증 동작을 수행하기 위한 주변 회로; 및
상기 주변 회로의 동작을 제어하는 제어 회로를 포함하는 반도체 메모리 장치로서, 상기 제어 회로는 상기 소프트 프로그램 동작을 수행하고, 상기 소프트 프로그램 동작의 완료여부를 검증하는 소프트 프로그램 검증 동작을 수행하도록 상기 주변 회로를 제어하고,
상기 소프트 프로그램 동작은,
상기 다수의 메모리 셀들에 각각 연결된 복수의 비트라인들을 프리차지하고,
상기 다수의 메모리 셀들에 공통 연결되는 선택된 워드라인에 리드 전압을 인가하고,
상기 리드 전압의 인가에 따라 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압에 각각 대응되는 전압들로 상기 복수의 비트라인들의 전압이 디스차지된 상태에서, 상기 선택된 워드라인에 소프트 프로그램 전압을 인가하는, 반도체 메모리 장치.
A memory block including a plurality of memory cells;
A peripheral circuit for performing a soft program operation and a soft program verification operation after performing an erase operation on the memory block; And
A semiconductor memory device including a control circuit for controlling an operation of the peripheral circuit, wherein the control circuit performs the soft program operation and performs a soft program verification operation for verifying completion of the soft program operation. Control,
The soft program operation,
Precharging a plurality of bit lines respectively connected to the plurality of memory cells,
Applying a read voltage to a selected word line commonly connected to the plurality of memory cells,
A semiconductor memory for applying a soft program voltage to the selected word line in a state in which voltages of the plurality of bit lines are discharged with voltages respectively corresponding to threshold voltages of the plurality of memory cells according to the application of the read voltage Device.
삭제delete ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 3 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 1 항에 있어서,
상기 비트라인들을 프리차지하기 위한 페이지 버퍼;
상기 주변 회로는 상기 제어 회로에서 출력되는 전압 공급부 제어 신호들에 응답하여 상기 리드 전압 및 소프트 프로그램 전압을 생성하기 위한 전압 공급부; 및
상기 제어 회로에서 출력되는 로우 어드레스 신호에 응답하여 상기 선택된 워드라인에 상기 리드 전압 및 상기 소프트 프로그램 전압을 순차적으로 인가하여 프리차지된 상기 비트라인의 전위가 상기 메모리 셀들의 문턱 전압 값에 따라 디스차지된 후 프로그램되도록 제어하기 위한 X 디코더를 포함하는 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
A page buffer for precharging the bit lines;
The peripheral circuit may include a voltage supply unit configured to generate the read voltage and the soft program voltage in response to voltage supply unit control signals output from the control circuit; And
The potential of the precharged bit line by sequentially applying the read voltage and the soft program voltage to the selected word line in response to a row address signal output from the control circuit is discharged according to the threshold voltage values of the memory cells. A semiconductor memory device including an X decoder for controlling to be programmed after being programmed.
◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 4 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 1 항에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 소프트 프로그램 동작시 상기 메모리 블록을 페이지 단위로 프로그램하도록 상기 주변 회로를 제어하는 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
The control circuit controls the peripheral circuit to program the memory block in a page unit during the soft program operation.
삭제delete ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 6 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 1 항에 있어서,
디스차지된 상기 비트라인들의 전위 레벨과 복수의 워드라인들 중 드레인 선택 라인의 전위 차이가 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압보다 작을 경우 상기 비트라인들과 연결된 메모리 셀은 상기 소프트 프로그램 동작시 프로그램되는 정도가 조절되어 프로그램되는 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
When the potential level of the discharged bit lines and the potential difference between the drain selection line among the plurality of word lines is less than the threshold voltage of the drain selection transistor, the memory cells connected to the bit lines are programmed during the soft program operation. A semiconductor memory device that is controlled and programmed.
◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 7 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 6 항에 있어서,
디스차지된 상기 비트라인들의 전위 레벨과 상기 드레인 선택 라인의 전위 차이가 상기 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압보다 클 경우 상기 비트라인과 연결된 메모리 셀은 상기 소프트 프로그램 동작시 프로그램되는 반도체 메모리 장치.
The method of claim 6,
When a potential difference between a potential level of the discharged bit lines and a potential of the drain select line is greater than a threshold voltage of the drain select transistor, a memory cell connected to the bit line is programmed during the soft program operation.
◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 8 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 1 항에 있어서,
상기 리드 전압은 소거 동작시의 목표 문턱 전압 값보다 낮은 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
The semiconductor memory device wherein the read voltage is lower than a target threshold voltage value during an erase operation.
◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 9 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 3 항에 있어서,
상기 페이지 버퍼는 상기 비트라인들의 전위를 센싱하여 소거 검증 동작 및 소프트 프로그램 검증 동작을 수행하는 반도체 메모리 장치.
The method of claim 3,
The page buffer senses potentials of the bit lines to perform an erase verification operation and a soft program verification operation.
◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 10 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 1 항에 있어서,
상기 소프트 프로그램 동작은 소거 동작이 완료된 후 진행되며, 소프트 프로그램 동작이 진행된 메모리 셀들은 모두 소거 상태의 문턱 전압 분포를 갖는 반도체 메모리 장치.
The method of claim 1,
The soft program operation is performed after an erase operation is completed, and all memory cells in which the soft program operation is performed have a threshold voltage distribution in an erase state.
메모리 블록에 포함된 다수의 메모리 셀들을 소거시키는 단계;
상기 다수의 메모리 셀들에 각각 연결된 복수의 비트라인들을 프리차지하는 단계;
상기 다수의 메모리 셀들에 공통 연결되는 선택된 워드라인에 리드 전압을 인가하는 단계;
상기 리드 전압의 인가에 따라 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압에 각각 대응되는 전압들로 상기 복수의 비트라인들의 전압이 디스차지된 상태에서, 상기 선택된 워드라인에 소프트 프로그램 전압을 인가하는 단계;
소프트 프로그램 검증 동작을 실시하여 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압값이 목표 문턱 전압 값보다 큰지 여부를 검증하는 단계; 및
상기 소프트 프로그램 검증 동작의 결과에 따라 상기 소프트 프로그램 전압을 재인가 하는 단계;를 포함하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
Erasing a plurality of memory cells included in the memory block;
Precharging a plurality of bit lines respectively connected to the plurality of memory cells;
Applying a read voltage to a selected word line commonly connected to the plurality of memory cells;
Applying a soft program voltage to the selected word line in a state in which voltages of the plurality of bit lines are discharged with voltages corresponding to threshold voltages of the plurality of memory cells according to the application of the read voltage;
Performing a soft program verification operation to verify whether a threshold voltage value of the plurality of memory cells is greater than a target threshold voltage value; And
Reapplying the soft program voltage according to a result of the soft program verification operation.
삭제delete 삭제delete ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 14 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 11 항에 있어서, 상기 선택된 워드라인에 소프트 프로그램 전압을 인가하는 단계는,
디스차지된 상기 비트라인들의 전위 레벨과 상기 복수의 워드라인들 중 드레인 선택 라인의 전위 차이가 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압보다 작을 경우 상기 비트라인들과 연결된 메모리 셀들은 프로그램되는 정도가 조절되는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 11, wherein applying a soft program voltage to the selected word line comprises:
When the voltage difference between the discharged bit lines and the drain select line among the plurality of word lines is less than the threshold voltage of the drain select transistor, the degree to which the memory cells connected to the bit lines are programmed is controlled How the device works.
◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 15 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 14 항에 있어서,
상기 디스차지된 상기 비트라인들의 전위 레벨과 상기 드레인 선택 라인의 전위 차이가 상기 드레인 선택 트랜지스터의 문턱 전압보다 작을 경우, 상기 전위 차이에 따라 채널의 부스팅 레벨이 변화되는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 14,
A method of operating a semiconductor memory device in which a boosting level of a channel is changed according to the potential difference when a difference between the discharged potential levels of the bit lines and the drain selection line is less than the threshold voltage of the drain selection transistor.
삭제delete ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 17 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 11 항에 있어서,
상기 목표 문턱 전압값은 0V보다 낮은 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 11,
The method of operating a semiconductor memory device in which the target threshold voltage value is lower than 0V.
다수의 메모리 셀들을 포함하는 메모리 셀 어레이가 배치된 반도체 기판에 소거 전압을 인가하여 상기 다수의 메모리 셀들을 소거하는 단계;
상기 다수의 메모리 셀들에 대해 소거 검증 동작을 실시하는 단계;
상기 소거 검증 동작의 결과에 따라 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압이 목표 문턱 전압보다 낮으면, 상기 다수의 메모리 셀들에 연결된 복수의 비트 라인들을 프리차지하는 단계;
상기 다수의 메모리 셀들에 공통 연결된 선택된 워드라인에 리드 전압을 인가하는 단계; 및
상기 리드 전압의 인가에 따라 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압에 각각 대응되는 전압들로 상기 복수의 비트라인들의 전압이 디스차지된 상태에서, 상기 선택된 워드라인에 연결된 메모리 셀들에 소프트 프로그램 동작을 실시하는 단계;및
상기 소프트 프로그램 동작의 완료여부를 검증하는 소프트 프로그램 검증 동작을 수행하는 단계;를 포함하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
Erasing the plurality of memory cells by applying an erase voltage to a semiconductor substrate on which a memory cell array including a plurality of memory cells is disposed;
Performing an erase verification operation on the plurality of memory cells;
Precharging a plurality of bit lines connected to the plurality of memory cells when threshold voltages of the plurality of memory cells are lower than a target threshold voltage according to a result of the erase verification operation;
Applying a read voltage to a selected word line commonly connected to the plurality of memory cells; And
In a state in which voltages of the plurality of bit lines are discharged with voltages respectively corresponding to threshold voltages of the plurality of memory cells according to the application of the read voltage, a soft program operation is performed on the memory cells connected to the selected word line. Step to; and
And performing a soft program verification operation for verifying whether the soft program operation is completed.
◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 19 was abandoned upon payment of the set registration fee. 제 18 항에 있어서,
상기 소거 검증 동작의 결과에 따라 상기 다수의 메모리 셀들의 문턱 전압이 목표 문턱 전압보다 높은 메모리 셀이 적어도 하나 이상일 경우, 상기 소거 전압을 스텝 전압만큼 상승시킨 후 상기 다수의 메모리 셀들을 소거하는 단계부터 재수행하는 단계를 포함하는 반도체 메모리 장치의 동작 방법.
The method of claim 18,
When there is at least one memory cell in which the threshold voltages of the plurality of memory cells are higher than the target threshold voltage according to the result of the erase verification operation, from the step of increasing the erase voltage by a step voltage and then erasing the plurality of memory cells. A method of operating a semiconductor memory device comprising the step of re-performing.
삭제delete
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